[发明专利]基于监控视频及激光标识的水位测量装置及测量方法

权利要求书

1.基于监控视频及激光标识的水位测量装置，包括摄像机，视频监控器，顺序连接图像采集器、DSP视频处理器、显示通信模块，其特征在于：所述摄像机的输出端、视频监控器的输入端、图像采集器的输入端通过三通连接器连接，所述摄像机侧壁上安置有n个激光头，n为大于等于2的自然数；其中：

    所述摄像机将拍摄到的画面传输至视频监控器；

所述图像采集器从视频监控器的输入线路采集图像，将模拟视频信号转换为数字帧信号；

所述DSP视频处理器用于处理数字帧信号，处理激光标识图像，计算实际水位变化量；

所述显示通信模块用于显示DSP计算出的实际水位变化值，将显示的实际水位变化值传输至上位机。

2.根据权利要求1所述的基于监控视频及激光标识的水位测量装置，其特征在于：所述基于监控视频及激光标识的水位测量装置还包括视频切换器，所述视频切换器的输入端接多个摄像机，输出端通过三通连接器与图像采集器、视频监控器连接。

3.基于监控视频及激光标识的水位测量方法，其特征在于包括如下步骤：

    步骤1，在待测水域岸基上垂直立杆，将摄像机固定在立杆上，调整激光头之间的夹角使得n个光束源端相交与一点；

    步骤2，图像采集器将视频信号转换为数字帧图像； 

    步骤3，DSP视频处理器处理每个采样周期获取的数字帧图像的激光标识位置，并提取激光标识特征点，再计算激光表示特征点之间的实际距离；

    步骤4，对于两个采样周期内DSP视频处理器计算得到的激光标识之间的实际距离，利用三角形边长与夹角的关系计算出两个采样周期内实际水位的变化量； 

步骤5，显示通信模块显示计算出的实际水位变化量，将显示的实际水位变化量传输至上位机。

4.根据权利要求3所述的基于监控视频及激光标识的水位测量方法，其特征在于所述步骤3的具体实施如下：

步骤3-1，将数字帧图像转换为RGB图像，利用高通滤波器对RGB图像进行滤波处理;

步骤3-2，将滤波后的RGB图像转换为灰度图像，再设置阈值对灰度图像做二值化处理得到激光标识高亮度像素聚集区：

步骤3-3，在数字帧图像区域内，自上而下搜索激光标识高亮度像素聚集区，对每一个激光标识高亮度像素聚集区做如下处理：

步骤a，在激光标识高亮度像素聚集区的边缘上任取两点，计算两点确定的直线方程，统计各直线方程的参数，所述参数包括直线方程的斜率和截矩；

步骤b，在以直线方程斜率、截矩为坐标轴建立的二位坐标系中，确定参数坐标，计算每个参数坐标聚集区的中心点坐标，所述中心点即为激光标识的特征点；

步骤3-4，计算对应的激光标识特征点之间的像素距离，再根据摄像机放大系数获得对应激光标识特征点之间的实际距离。